自流平高性能混凝土的研究与应用

摘 要：高性能混凝土是选用优质原材料，在严格的质量管理条件下制成的。它是重点保证耐久性、工作性、力学性能、适用性、体积稳定性和经济合理性的一种新材料。具有高工作性能和较好耐久性的高性能混凝土。在工程中有较为广泛的应用前景，本文探讨并研究了自流平混凝土的工作性能的试验评定方法，并在工程中进行了应用。

关键词：自流平高性能；混凝土；研究与应用

一、自流平混凝土概述

某些大体积混凝土工程（如桥梁基础）、钢筋密集的混凝土工程、结构加固的混凝土工程、预制混凝土工程中存在无法振捣的结构，或者振捣无法密实的部位，并且由于从事混凝土工技术工作的熟练工人的缺乏，急需一种自己能够流平密实的混凝土。因此有必要开发设计一种能够自己流平密实的混凝土。

自流平混凝土，也叫做“自密实混凝土（SCC）”，是一种具有高流动性、抗离析性、均匀性和稳定性，浇注时依靠其自重流动，不需要振捣而达到成型密实的高性能混凝土。

（一）自流平混凝土的性能特点

与普通混凝土相比，自流平混凝土更容易浇筑，施工速度快，可减少现场施工人员；混凝土表面更密实、平整、光滑，与钢筋的握裹力高；设计自由度更大，混凝土截面可更薄；不需振动成型，减少噪声，工作环境更安全。性能良好的自流平混凝土，表面无缺陷（蜂窝、离析、泌水等），混凝土的均匀性好，抗渗性好，因此，耐久性更好。

与普通振捣成型的混凝土相比较，自流平混凝土各组分之间的相互影响更复杂；原材料、配合比的波动对新拌混凝土性能的自密实性能影响很大，因此，要求更多的专门知识和熟练技巧的工人，并应特别注意原材料的质量控制、搅拌、运输、浇筑成型和养护。所以自流平混凝土的生产，要求更多地注意人员的培养和生产质量的控制。

1.自流平混凝土的流变性能

新拌自流平混凝土的特点就是大的流动性、高的抗离析性、良好的填充性。其工作性能必须满足：（一）在自重作用下，具有良好的流动性，能流进并完全填满各种复杂的模板；（二）在自重作用下，具有良好的填充性能，能穿过密集的钢筋并与钢筋有良好的粘结力；（三）有高的抗骨料离析的性能。

新拌自流平混凝土的充填性能和稳定性能，可用表1所示的四个方法所体现的性能指标来表征，如。

2.自流平混凝土的力学性能

自流平混凝土的抗压强度略高于相同水灰比（水胶比）的振动成型的混凝土，抗拉强度与普通混凝土相同；弹性模量略低于普通混凝土；徐变系数略高于强度等级相同的普通混凝土，但差异较小，现有规范的徐变计算或估计仍适用于自密实混凝土；热膨胀系数与普通混凝土基本相同，可取为10～13με/K。

（二）新拌自流平混凝土的分级及选择

根据新拌自流平混凝土不同的性能表现，自流平混凝土可以进行一系列的分级。并根据分级，在工程中需选用不同性能等级的自流平混凝土。

（三）自流平混凝土的原材料

1.水泥

符合国家标准的各种水泥均可用于自流平混凝土。宜优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥.

2.掺合料

3.骨料

粗骨料（石子）应符合GB/T 14685对粗骨料的要求，应用连续级配的骨料，骨料最大粒径宜为12～20 mm，骨料的空隙率应

细骨料（砂）对新拌自密实混凝土性能的影响远大于粗骨料，应符合GB/T 14684对细骨料的要求，宜优先选用中砂，砂的含泥量应

4.外加剂

自流平混凝土中使用的高效减水剂应有高的减水率和流动性，且能在运输和浇注过程中，保持要求的流动性，28天收缩率比不宜大于100%。

二、自流平混凝土设计实验

（一） C40自流平混凝土

从以上数据可以得到一些简单的结论：相同条件下，Ⅰ级F比Ⅱ级F对混凝土更具有增强效果，因为Ⅰ级F的颗粒更细，在混凝土中更能够均匀的分布，使水泥石中的总孔隙率降低，硬化混凝土更加致密。

（4）矿粉取代水泥：在本次统计数据中，用矿粉取代一部分水泥，强度有所降低，但是混凝土坍落度和扩展度有所增加，因为矿渣粉用作砼的掺合料能改善或提高砼的综合性能，其作用机理在与矿渣粉在砼中具有微集料效应，而且可以提高砼的抗渗性，降低水化热，防止温升裂缝。统计数据如下表9

（二）原材料检测

细骨料：所用的砂为河砂，砂的细度模数为3.0，含泥量为0.9%。

粗骨料：石子粒径为龙海普通5-20mm，针片状含量为5%，含泥量为1.0%。

水泥：水泥是闽福P.O42.5，3天与28天抗压强度分别是29.7MPa和53.1MPa。

矿渣粉：流动度比为122%，7天与28天活性分别为66%和98%。

粉煤灰（Ⅰ级）：需水量比为87%，细度10.1%，28天活性为79%。

外加剂：为酯类聚羧酸，减水率为20%，含气量为8%左右。

（三）实验过程

1、与普通混凝土相比，自密实混凝土没有蜂窝、离析、泌水等现象，混凝土的均匀性好，流动性好、抗离析性好、填充性好。

2、粉煤灰掺量在20%左右时，随着粉煤灰掺量的增大坍落度逐渐减小，流动性稍差，流速减慢。

3、粉煤灰掺量在20%左右粉煤灰对混凝土强度增强效果比较明显，均匀性、流动性、包裹性都比较好，随着增大或减小混凝土抗压强度都有减小趋势（粉煤灰取代系数为1.2）。

4、设计相同强度等级的混凝土，为了保证后期强度，自流平混凝土水胶比比普通的小。

5、与普通混凝土相比，自密实混凝土含气量要明显大于普通混凝土。

6、与普通混凝土相比，自密实混凝土在原材料的选择上要求都比较严格。

7、与普通混凝土相比，自密实混凝土砂率很大，本次试验中砂率选在48%。

8、与普通混凝土相比，自密实混凝土有大的坍落度和扩展度，实验要求坍落度在250mm以上，扩展度在550mm以上，流速非常快。

参考文献：

[1] 刘小洁，余志武.自密实混凝土的研究与应用综述[J].铁道科学与工程学报， 2006，，3 （2）： 6-10.

[2] 张国强，马先伟.自流平混凝土原理探讨及性能评价[J].平顶山工学院学报， 2006，15（6）： 64-72.

[3] 何 宁，徐 静.C40自流平混凝土配合比试验研究与分析[J].浙江建筑报，.2009，26 （4）： 56-57.